Desde la optimización topológica hasta los diseños de spline: un enfoque para piezas industriales realistas
Autores: Beccari, Carolina Vittoria; Ceruti, Alessandro; Chudy, Filip
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desde la optimización topológica hasta los diseños de spline: un enfoque para piezas industriales realistas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Manufactura aditiva
Optimización topológica
Software CAD
Calidad de superficie
Componentes industriales
Modificación de geometría
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Las tecnologías de fabricación aditiva han permitido la producción de geometrías complejas que normalmente se obtienen aplicando técnicas de optimización topológica. El resultado del proceso de optimización es una geometría en teselado, que tiene una calidad estética reducida y picos y valles no deseados. Se pueden aplicar filtros para mejorar la calidad de la superficie, pero se puede notar una contracción del volumen y modificación de la geometría. La práctica de diseño sugiere rediseñar manualmente el objeto en un software de Diseño Asistido por Ordenador (CAD), imitando la forma sugerida por la optimización topológica. Sin embargo, esta operación es tediosa y se pierde mucho tiempo. Este documento propone una metodología para automatizar la conversión de la salida de optimización topológica a un diseño compatible con CAD para componentes industriales. La optimización topológica suele producir una malla de triángulos densa con un alto género topológico para esos objetos. Presentamos un método para generar automáticamente una colección de parches de spline (producto tensorial) unidos herméticamente y probamos el enfoque en componentes industriales reales. La metodología se basa en el uso de parches cuadriláteros que se construyen en la superficie externa de los componentes. Según las pruebas realizadas, se han obtenido resultados prometedores. Constituye un primer paso hacia la generación automática de formas que se pueden importar y editar fácilmente en un sistema CAD.
Descripción
Las tecnologías de fabricación aditiva han permitido la producción de geometrías complejas que normalmente se obtienen aplicando técnicas de optimización topológica. El resultado del proceso de optimización es una geometría en teselado, que tiene una calidad estética reducida y picos y valles no deseados. Se pueden aplicar filtros para mejorar la calidad de la superficie, pero se puede notar una contracción del volumen y modificación de la geometría. La práctica de diseño sugiere rediseñar manualmente el objeto en un software de Diseño Asistido por Ordenador (CAD), imitando la forma sugerida por la optimización topológica. Sin embargo, esta operación es tediosa y se pierde mucho tiempo. Este documento propone una metodología para automatizar la conversión de la salida de optimización topológica a un diseño compatible con CAD para componentes industriales. La optimización topológica suele producir una malla de triángulos densa con un alto género topológico para esos objetos. Presentamos un método para generar automáticamente una colección de parches de spline (producto tensorial) unidos herméticamente y probamos el enfoque en componentes industriales reales. La metodología se basa en el uso de parches cuadriláteros que se construyen en la superficie externa de los componentes. Según las pruebas realizadas, se han obtenido resultados prometedores. Constituye un primer paso hacia la generación automática de formas que se pueden importar y editar fácilmente en un sistema CAD.